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采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。
一、设计资料
1)楼面构造层做法:
水泥砂浆地面(0.65KN/m2)
钢筋混凝土现浇板(25kN/m2);
20mm厚石灰砂浆抹底(17kN/m2);
2)可变荷载:
Pk=6.0kN/m2
3)永久荷载分项系数为1.2,可变荷载分项系数为1.4(当楼面可变荷载标准值≥4kN/m2时,取1.3);
4)材料选用:
混凝土:
采用C25;
钢筋:
梁纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋,其余采用HPB235级钢筋;
5)本建筑物位于非地震区,建筑物安全级别为二级,结构环境类别为一类。
二、楼盖的结构平面布置
主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置。
主梁的跨度为6.3m,次梁跨度为6.6m,主梁每跨内布置两跟次梁,板的跨度为2.1m,l02/l01=6.6/2.1=3.14,因此安单向板设计。
按跨高比条件,要求板厚h≥2200/40=55.0mm,对工业建筑的楼盖板,要求h≥80mm,取板厚h=100mm。
次梁截面高度应满足h=l0/18~l0/12=6600/18~6600/12=366~550mm。
考虑到楼面活荷载比较大,取h=500mm。
截面宽度取为b=200mm。
框架梁截面高度应满足h=l0/15~l0/10=6600/15~6600/10=440~660mm,取h=600mm。
截面宽度取为b=300mm。
楼盖结构平面布置图如下图所示:
三、板的设计
1)荷载
板的恒荷载标准值:
水泥砂浆地面(0.65KN/m2)=0.65kN/m2
钢筋混凝土现浇板:
0.1*25=2.5kN/m2
2
小计:
3.49kN/m2取3.5kN/m2
板的活荷载标准值:
60.0kN/m2
永久荷载分项系数为1.2,可变荷载分项系数为1.4,因当楼面可变荷载标准值≥4kN/m2,所以取1.3。
于是板的恒荷载设计值:
g=1.2*3.5=4.2kN/m2
活荷载设计值:
q=1.4*6.0=8.4kN/m2
荷载总设计值:
g+q=4.2+8.4=12.6kN/m2
1)计算简图
次梁截面为200*500mm,现浇板在墙上的支承长度不小于100mm,取板在墙上的支承长度为120mm。
按内力重分布设计,板的计算跨度:
边跨:
l=l0+h/2=2100-100-120+100/2=1930mm<
1.025ln=1950mm,取l0=1950mm
中间跨:
l0=ln=2100-200=1900mm
因跨度相差小于10%,可按等跨连续板计算。
取1m宽板带作为计算单元,计算简图如下图所示:
2)弯矩设计值
查表得,板的弯矩系数αm分别为:
边跨中:
1/11,离端第二支座:
-1/11,中跨中:
1/16,中间支座:
1/14。
故
M1=-Mb=(g+q)l012/11=12.6*1.952/11=4.36kN.m
Mc=-(g+q)l012/14=12.6*1.92/14=3.25kN.m
M2=(g+q)l012/16=12.6*1.92/16=2.85kN.m
3)正截面受弯承载力计算
板厚100mm,h0=100-20=80mm;
板宽b=1000mm。
C25混凝土,α1=1.0,fc=11.9N/mm2,fy=210N/mm2;
板配筋计算的过程如下表:
截面1B2C
4.362.853.25弯矩设计值(kN.m)-4.36
0.0650.0650.030.034αs=M/a1fcbh02
ξ=1-(1-2αs)1/20.0670.0670.030.035轴线计算配筋(mm2)304304136159①~②,AS=ξbh0fc/fy
⑤~⑥实际配筋(mm2)φ8@150φ8@150φ8@180φ8@180
As=335As=335As=279As=279
轴线计算配筋(mm2)3043040.8*136=0.8*305=②~⑤AS=ξbh0fc/fy109127
实际配筋(mm2)φ8@150φ8@150φ8@180φ8@180
计算结果表明,ξ均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则;
As/bh=279/(1000*80)=0.34%,此值比0.45ft/fy=0.45*(1.43/210)=0.30%大,同时大于0.2%,符合要求。
四、次梁设计
按考虑内力重分布设计。
根据本车间楼盖的实际使用情况,楼盖的次梁和主梁的活荷载
不考虑梁从属面积的荷载折减。
1)荷载设计值
恒荷载设计值:
板传来恒荷载:
4.2*2.1=8.82kN/m次梁自重:
0.2*(0.5-0.1)*25*1.2=2.4kN/m
11.6kN/m活荷载设计值:
q=6*2.1*1.4=17.64kN/m荷载总设计值:
g+q=29.3kN/m
2)计算简图
次梁在砖墙上的支承长度为270mm。
主梁截面为250*650mm。
计算跨度:
边跨:
l=l0+a/2=6600-120-250/2+240/2=6475mm<
1.025ln=6508mm,取l0=6475mm中间跨:
l0=ln=6600-250=6350mm
因跨度相差小于10%,可按等跨连续梁计算,次梁计算简图如下图所示:
3)内力计算弯矩设计值:
M1=-Mb=(g+q)l02/11=29.3*6.4752/11=111.68kN.m2Mc=-(g+q)ln2/14=29.3*6.3502/14=85.05kN.m2M2=(g+q)l012/16=29.3*6.3502/16=73.85kN.m2剪力设计值:
VA=0.45*(g+q)l01=0.45*29.3*6.475=86.3kN.mVBL=0.60*(g+q)l01=0.6*29.3*6.475=115.06kN.mVBR=0.55*(g+q)l01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.mVC=0.55*(g+q)l01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.m4)承载力计算
正截面受弯承载力计算时,跨内按T形截面计算,翼缘宽度取b'
f=l/3=6600/3=2200mm,又b'
f=b+sn=300+2000=2200mm,故b'
f=2200mm。
除支座B截面纵向钢筋按两排布置外,其余截面均布置一排。
C25混凝土,α1=1.0,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2,纵向钢筋采用HRB400钢,fy=360N/mm2,箍筋采用HPB235钢,fyv=210N/m2。
经判别跨内截面均属于第一类T形截面。
截面1B
111.68弯矩设计值(kN.m)-111.68
73.85
C85.05
第5/9页
αs=M/α1fcbh02或αs=M/α1fcb'
fh02ξ=1-(1-2αs)1/2
As=ξb'
fh0fc/fyAs=ξbh0fc/fy选配配筋(mm2)
0.01220.012529
0.0080.008353
0.0090.009397
3φ183φ183φ163φ16As=763As=763As=603As=603
As/bh=762/(200*500)=0.762%,此值比0.45ft/fy=0.45*(1.43/360)=0.1787%大,同时大于0.2%,满足要求。
2)斜截面受剪承载力计算包括:
截面尺寸的复核,腹筋计算和最小配箍率验算。
验算截面尺寸:
hw=h0-h'
f=465-100=365mm,hw/b=365/200=1.8<
4,截面尺寸按下式验算:
0.25βcfcbh0=0.25*1*9.6*200*465=223.2kN>
Vmax=115.06kN。
故截面尺寸满足要求。
SV=2*50.24/(250*150)=0.26%>
0.3*ft/fyv=0.3*1.27/210=0.18%,满足要求。
五、主梁设计
主梁按弹性方法设计1、荷载设计值
为简化计算,将主梁自重等效为集中荷载。
恒荷载:
次梁传来恒荷载:
11.6*6.6=76.6kN
主梁自重:
0.3*(0.60-0.1)*25*1.2*6.3=28.35kN
取106.55kN活荷载:
17.64*6.6=116.45kN取152.0kN2、计算简图
主梁按连续梁计算,端部支承在砖墙上,支承长度为370mm,中间支承在400*400mm的混凝土柱子上,其计算跨度
ln=6300-120-200=5980mm,因1.025ln=150mm<
a/2=185mm,取l01=1.025ln+b/2=1.025*5980+300/2=6300mm中间跨:
l0=6000mm
主梁的计算简图如下图:
第6/9页
4)内力设计值及包络图A)弯矩设计值
弯矩M=k1Gl0+k2Ql0公式中系数k1,k2查表得M1,max=0.244*106.55*6.3+0.289*155*6.3=446kN.mMB,max=-0.267*106.55*6.3-0.311*155*6.3=-483kN.mM2,max=0.067*106.55*6+0.200*155*6=229kN.mB)剪力设计值
剪力V=k3G+k4Q公式中系数k3,k4查表得VA,max=0.733*106.55+0.822*155=210kNVBL,max=-1.267*106.55-1.311*155=-338kNVBR,max=1.0*106.55+1.222*155=296kNC)弯矩、剪力包络图
①第1、3跨有活荷载,第2跨没有活荷载
由附表19知,支座B或C的弯矩值为
MB=MC=-0.267*106.55*6.64-0.133*155*6.64=-287kN.m
在第1跨内以支座弯矩MA=0,MB=-287kN.m的连线为基线,作G=86kN,Q=152kN的简支梁弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为:
1/3(G+Q)l0+MB/3=1/3*(86+152)*6.64-287/3=431kN.m(与前面计算的M1max=431kN.m相近。
)1/3(G+Q)l0+2MB/3=1/3*(86+152)*6.64-2*287/3=335.1kN.m
在第2跨内以支座弯矩MB=MC=-287kN.m的连接为基线,作G=86kN,Q=152kN的简支弯矩图,得集中荷载作用点处的弯矩值:
1/3Gl0+MB=1/3*86*6.6-287=-97.8kN.m②第1、2跨有活荷载,第3跨没有活荷载
第1跨内:
1/3(G+Q)l0+MB/3=1/3*(86+152)*6.64-466/3=371.0kN.m1/3(G+Q)l0+2MB/3=1/3*(86+152)*6.64-2*466/3=216kN.m
在第2跨内以支座弯矩MC=-0.267*86*6.64-0.089*152*6
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